Наши разработки

Сегодня стандартом педиатрического наблюдения являются регулярные осмотры врача, однако они представляют собой лишь срезы состояния здоровья ребенка в конкретный момент времени. Первые месяцы жизни часто превращается в «слепую зону» для врачей и время повышенной тревоги для родителей. Критически важные, но преходящие (транзиторные) события: кратковременные апноэ или нарушения сердечного ритма, часто остаются незамеченными между визитами к врачу.

Разработка системы непрерывного мониторинга жизненно важных показателей здоровья ребенка — ответ на данный вызов. Создаваемая комплексная система позволяет перейти от реактивной модели медицины к предиктивной, превращая поток физиологических данных в инструмент раннего выявления и профилактики серьезных осложнений.

Архитектура и функциональные характеристики системы

Система состоит из трех раздельных устройств пинетки (носочек, одеваемый на стопу), футболки-манишки с комплексом датчиков, устройство оценки физических показателей помещения, в котором находится ребенок с видеофиксацией.

1. Носимые биометрические модули. Интегрированные в детскую одежду компактные, энергоэффективные модули с низким уровнем радиосигнала обеспечивают длительный сбор данных без прерывания основной деятельности ребенка.

   Модуль в пинетке (носочке). Размещается на стопе и регистрирует периферические показатели.

   • Определением частоты пульса и уровня сатурации крови кислородом (SpO2).
   • Температурный датчик для измерения температуры конечности.
   • Акселерометр для анализа уровня двигательной активности.

   Модуль в нательной футболке-манишке. Располагается на грудной клетке и регистрирует жизненно важные показатели.

   • Электрокардиография (ЭКГ) с записью в 3-х стандартных отведениях для детального анализа сердечной деятельности.
   • Импедансная реопневмография – регистрация частоты и глубины дыхательных движений.
   • Температурный датчик. Измеряет температуру на грудной клетке. Сопоставление с периферической температурой позволяет выявлять централизацию кровообращения — ранний маркер гипотермии, шока или сепсиса.
   • Трехосевой гироскоп и акселерометр для определения точного положения тела в пространстве.
2. Модуль мониторинга окружающей среды. При оценке физического состояния дополнительно регистрируются физические параметры помещения:
   • Температура, влажность, атмосферное давление.
   • Освещенность, уровень внешнего шума.
   • Насыщенность помещения кислородом (O2).
   • Акустический анализ (распознавание плача).
   • Видеофиксация для оценки общей двигательной активности.
3. Стационарный вычислительный блок (Мини-ПК). Данные со всех носимых устройств и помещения по протоколу BLE передаются на настольный мини-компьютер. Блок является ядром системы, он:
   • Собирает и систематизирует всю поступающие данные, включая информацию с внешних датчиков.
   • Не имея ограничений по энергопотреблению, блок производит основную обработку данных, включая применение алгоритмов глубокого машинного обучения (нейросетей) для выявления сложных паттернов и аномалий.
   • Обеспечивает передачу обработанных результатов конечным пользователям.

Передача данных

Архитектура системы передачи данных построена по принципу многоуровневой иерархии с центральным узлом оработки информации. Носимые устройства (пинетки и футболка) непрерывно передают биометрические показания на встроенные блоки, которые осуществляют первичную обработку и анализ данных через заданные временные интервалы. При выявлении отклонений система автоматически переходит в режим расширенного мониторинга с увеличенной продолжительностью записи для каждого типа устройства. Все собранные данные направляются на настольный или прикроватный миникомпьютер, который выполняет основной объем вычислительных операций.

Система обеспечивает гибкую конфигурацию каналов передачи данных в зависимости от условий эксплуатации. При домашнем использовании информация в режиме реального времени поступает на мобильные устройства и персональные компьютеры родителей, а также синхронизируется с облачными хранилищами телемедицинских систем.

В условиях стационарного наблюдения данные направляются непосредственно медицинскому персоналу: лечащим врачам и постовым медсестрам. Для долгосрочного архивирования и анализа клинических данных система интегрируется с внутренними информационными системами медицинского учреждения и облачными хранилищами.

Клиническое значение и диагностические возможности

Непрерывный мониторинг позволяет перейти от эпизодических осмотров к проактивному наблюдению, выявляя патологические состояния на доклинической стадии.

• Кардиологические патологии. Анализ данных ЭКГ и СГК позволяет выявлять аритмии, нарушения проводимости и признаки врожденных пороков сердца.
• Дыхательная недостаточность. Регистрация апноэ (остановок дыхания) и эпизодов десатурации (падения SpO2) важна для профилактики СВДС (синдрома внезапной детской смерти) и диагностики респираторных заболеваний.
• Инфекционные процессы. Динамика температуры и фиксация централизации кровообращения являются ранними предикторами развития тяжелых инфекций.
• Неврологический статус. Анализ паттернов двигательной активности и положения тела дают ценную информацию о развитии нервной системы.

Этапы разработки: от концепции к клиническому прототипу

Создание системы мониторинга — последовательный процесс, разделенный на три четких этапа.

Этап 1: Создание модели носимого устройства

Целью первого этапа является создание функциональной модели носимого устройства. По результатам будут найдены оптимальные варианты размещения всех электронных компонентов и датчиков на пинетке и футболке.

Этап 2: Разработка моделей модуля и мини-ПК для создания базы данных

На втором этапе создаются модели носимого модуля и модель мини-ПК. С их помощью будет выполняться сбор и формирование специализированной базы данных. На основе полученной информации будут созданы алгоритмы для обработки физиологических показателей.

Этап 3: Создание действующего прототипа комплекса

Финальный, третий этап, заключается в создании полноценного и действующего прототипа всего комплекса. Результатом станет готовый к дальнейшим испытаниям прототип, объединяющий в себе носимые устройства и вычислительный блок.

Стратегическое развитие и будущее продукта

Завершение разработки прототипа — лишь начало. Наша стратегия нацелена на постоянное увеличение интеллектуальных возможностей системы.

• От мониторинга к предиктивной аналитике. Следующим шагом станет внедрение алгоритмов, способных не просто фиксировать отклонения, а прогнозировать их. Система будет рассчитывать динамический индекс риска для конкретных состояний (например, риска развития сепсиса или респираторного дистресс-синдрома), анализируя совокупность данных.
• Создание системы поддержки принятия врачебных решений (СППВР). Наша цель — предоставить врачу не сырые данные, а обработанную, интерпретированную информацию. Вместо просмотра кривой ЭКГ врач получит уведомление: «Обнаружена транзиторная тахикардия, коррелирующая со снижением сатурации».
• Интеграция в систему здравоохранения. Мы планируем обеспечить интеграцию оборудования с телемедицинскими информационными системами, включая электронные медицинские карты. В перспективе — реализация функционала автоматической передачи тревожных сигналов на станцию скорой помощи.

Разрабатываемый комплекс решает фундаментальную проблему современной педиатрии: разрыв между эпизодическими осмотрами, когда важнейшие изменения в состоянии ребенка могут остаться незамеченными. Система обеспечивает непрерывный мониторинг физиологических параметров, превращая разрозненные данные в целостную картину здоровья.

Главные преимущества системы:

• Раннее выявление критических состояний на доклинической стадии.
• Объективная оценка состояния ребенка.
• Возможность удаленного наблюдения в домашних условиях.
• Формирование персонализированного профиля здоровья для каждого ребенка.

Внедрение системы непрерывного мониторинга позволит перейти от реактивного подхода к предиктивной медицине, где врачи получают инструменты для раннего вмешательства, а родители — уверенность в здоровье своих детей. Это практический шаг к повышению качества педиатрической помощи и улучшению показателей детского здоровья.